| |

DK1:Evrim kusgribi

Git ve: kullan, ara

Haberler

Evrim ve Kuş Gribi

Kasım/Aralık 2005. Güncelleme Ağustos 2008, Temmuz 2009 ve Haziran 2012

[[Resim:]]

Uyarılar oldukça korkunç. Sadece gelişmiş ülkeler için tahmin edilen ekonomik maliyet 550 milyar dolar ve tahmin edilen dünya çapında ölüm sayısı 2 milyon – 150 milyon kişi arasında. Bu uyarıların arkasındaki ürkütücü gerçeklikteki şey, tabii ki, kuş gribi. Virüs, kuş popülasyonları arasında yayıldıkça, devletler sağlık uzmanlarının uyarılarını önemsediler ve enfekte sürülerin itlafı başladı. Gösterilen yoğun kontrol çabaları ile 150 milyondan daha çok kuş şu ana kadar öldürülmüştür. Ancak, iki yüzden biraz daha az sayıda kuş gribinden etkilenen insan vakası tanımlanmıştır. Neden bölgesel salgınlar üzerine küresel bir endişe duyulmaktadır? Şu anda virus sadece kuştan kuşa yayılabiliyor, kuştan insana geçiş çok nadir gözlendi. Fakat biyologlar virüsün kolayca insandan insana yayılabilecek bir forma değişebileceği ve ölümcül, küresel bir salgını tetikleyebileceği konusunda uyarıyorlar.

Evrim bunun neresinde?

Virüslerin canlı olduklarından bile emin değiliz – evrim geçirebilirler mi ki? Kesinlikle! Doğal seçilim ile evrilmek için gerekenler genetik çeşitlilik , kalıtım, seçilim ve zaman. İşte asıl endişe buradadır. Kuş gribi virüsü hızla evrim geçiriyor ve insandan insana geçebilecek bir forma kolayca evrilebilir.

[[Resim:|thumb|center]]

Mevcut salgın, zaman zaman kuştan insana geçmesi sonucu insanlarda ölümcül olabilen, H5N1 denilen bir grip suşu içeriyor. H5 ve N1, vücutlarımızın virüsü tanıyıp saldırmasını sağlayan viral protein formlarını temsil ediyor. H1N1 gibi bazı grip suşları insanlar arasında çok yaygındır; çoğu insanın bağışıklık sistemi bu suşu tanıyıp saldırabilir. Bu durum, insan taşıyıcıların sayısını ve bu suşun ciddi bir salgına yol açma riskini azaltıyor. Ne yazık ki, henüz insanların bağışıklık sistemleri H5N1 suşunu tanıma becerisine sahip değil ve bu bizi fazlasıyla savunmasız bırakıyor. Şansımıza, H5N1 insan konaklara uyarlanmadı ve insandan insana kolayca aktarılmasını sağlayacak genlere sahip değil. Fakat, evrim bunu değiştirebilir.

Virüslar çok hızlı evrilirler, çünkü pek çok yolla genetik çeşitlilik kazanırlar. Bazen virüslar, insan popülasyonları gibi, rastgele mutasyonlar ile genetik farklılık oluştururlar. Fakat, virüslar insanlardan daha yüksek mutasyon oranına sahiptir ve ürerken çok sayıda genetik fark üretirler. Ne kadar çok genetik fark oluşur ise birinin işlevli bir mutasyon meydana getirme olasılığı da o kadar artar. Bu, virusların evrilme oranını arttırır. Rastgele mutasyonlar ve sonrasında seçilim yoluyla, bir H5N1 virüsü insandan insana geçişe daha iyi uyarlanmış bir forma doğru yavaşça evrilebilir.

En endişe verici olasılık, H5N1 virüsünün bir insan grip suşundan, insandan insana bulaşmayı sağlayacak genleri kazanmasıdır. İnsanların aksine çoğu virüs, hazırda olan genleri diğer bir virüsten alarak genomuna katabilir. Bu, bir konağın farklı iki viral suş ile enfekte olduğu herhangi bir zaman gerçekleşebilir. Bir insanın öldürücü olmayan insan grip virüsü ve H5N1 kuş gribi virüsü ile enfekte olması durumunda, insan bir karıştırma kabı işlevi görebilir ve H5N1’in tanınmayan proteinleri ve ölümcül özellikleri ile diğer virüsün insandan insana bulaşabilirlik genleri karışarak yeni bir suş oluşabilir.

Bir insanın kuşlar kaynaklı H5N1 ile enfekte olduğu her olgu, virüsün rastgele mutasyonlar veya diğer virüslerden gen aktarımı yoluyla insana uyarlanabilmesi için bir fırsattır. Bu, devletlerin neden hastalanan hayvanları itlaf etme programları yürüttüğünü açıklar. Ne kadar az enfekte kuş olursa, o kadar az insan enfekte olur ve salgın yaratabilecek bir H5N1 suşunun evrilme ihtimali de o kadar azalır.

Küresel bir grip salgını gerçek bir olasılıktır. Fakat, durum umutsuz değil. Politikacılar, sağlık kurumları ve bilim insanları bir salgını önlemenin ve oluşabilecek bir salgının etkisini azaltmanın yollarını bulmak için beraber çalışıyorlar. Örnek olarak, bilim insanları grip virüslerinin evrim modellemesi için bilgisayarları kullandılar ve antiviral ilaçların salgın başlangıcında uygulanmasının, virüsün tam bulaşıcı forma evrimini yavaşlatacağını ve bize aşı geliştirilmesi, üretilmesi için zaman kazandıracağını buldular.

Güncelleme, Ağustos 2008

Bu raporu 2005 Kasım / Aralık aylarında yayınladığımızdan beri, kuş gribi gazetelerden silindi, fakat salgın ihtimali hala korkutucu düzeyde bulunuyor. Kuş gribi görülen insan vakaları geçmiş iki yılda düşmüş olsa da kuş gribi virüsü Endonezya, Bangladeş, Vietnam ve Mısır gibi ülkelerde kümes hayvanlarına yayılmış durumda. Bu durum, hastalığın tamamen ortadan kaldırılması umudunu kesmiştir. H5N1 virüsü burada kalacağa benziyor.

Salgın yaratabilecek kuş gribinin zararları bir kere tanınınca, tıp araştırmacıları dikkatlerini, bizi hastalıktan koruyabilecek aşılara çevirdi. Çokça üretilebilecek ve hastalığın tekrar çıkışına hazırlık olarak depolanabilecek bir aşı çok değerli olurdu. Fakat kuş gribi, diğer virüsler gibi bu konuda zorluk yaratmakta. Problemlerden biri genetik çeşitliliktir. Yukarıda anlatılan nedenlerden ötürü (virüsün yüksek mutasyon oranı ve diğer virüslerle DNA alış verişi yapabilme becerisi) herhangi bir anda kuş gribinin, çok sayıda farklı genetik türevleri görülmektedir. Bu durum aşı geliştiricileri engellemektedir. Bir aşının etkili çalışması için koruyuculuk sağlayacağı viral suşa genetik yakınlık göstermelidir. Yani çevrede bulunan hangi kuş gribi suşu, aşı için temel suş olacak? Hangi suşun insandan insana bulaşma kabiliyeti kazanacağına dair sağlam bir yol bilinmemektedir; en azından salgın başlayana kadar. Salgın başladıktan sonra ise aşı geliştirilip dağıtılması bir kaç ay alacaktır. Bunlar kötü haberler.

İyi haberler ise aşı adjuvanları (aşıların içine katılan ve daha etkili çalışmasını sağlayan maddeler). Adjuvanlar sayesinde daha az miktarda aşı ile daha çok insan korunabilir. Ayrıca yeni bir araştırmaya göre adjuvanlar, mükemmel eşleşme yapmayan aşıların bile hedef virüse karşı etkinliğini arttırabilmesini sağlıyor. Bu durum, aşının depolanmasını daha pratikleştiriyor. Çalışmalardaki planlar, ilkin H5N1 suşlarıyla eşleşen 100 milyon doz aşı üretilip depolanması yönünde. Bu aşının, belki bir adjuvanla birlikte, küresel düzeyde tehdit oluşturacak evrilmiş bir kuş gribi suşuna karşı biraz koruyuculuk sağlayabileceği belirtiliyor.

Güncelleme, Temmuz 2009

Bir kaç yıl önce, Asya’da insan popülasyonlarında kuş gribinin ölümcül bir suşu görüldüğü zaman, tavuklar ve ördekler gibi kanatlılar bir sonraki grip salgınına kıvılcım hazırlıyor görünüyorlardı. Bu öldürücü virüs yeniden ortaya çıkmaya devam ediyor. 2009 yılında korkumuz değişik bir çiftlik hayvanına geçmiş durumda: domuzlar. Amerikan halkı için, bu panik evlere çok yaklaştı. Mart ayında Meksika’daki ilk belirlenmesinden bu yana domuz kökenli grip ( genellikle S-OIV ya da H1N1 deniliyor) yetmişten fazla ülkeye yayılmış durumda. Kuş gribinin tersine bu virüs insandan insana geçebiliyor. Bu da onun menzilini oldukça arttırıyor. Şansımıza, daha hafif bir enfeksiyon ve nadiren hastaneye yatmayı gerektiriyor.

S-OIV’in evrimsel tarihi hakkında yeni çalışmalar, sürpriz olacak kadar detaylı şekilde, bu virüsün nasıl oluştuğunu gösteriyor. Yukarıda anlatıldığı gibi, çoğu virüs aynı konağı enfekte ettiğinde bir diğerinden hazır genleri alabilir. Uluslararası bir araştırmacı ekip, kuşlardan, domuzlardan ve insanlardan alınmış virüs örneklerinin genetik malzemelerini araştırdılar (bazı örnekler 1976 yılında toplanmıştı), S-OIV’nin gerçek bir viral karşılaşma ve takas şeklinde oluştuğu buldular. Bu takaslar domuzlarda meydana gelmiş görünüyor, çünkü bu virüsler aynı anda kuş ve insan grip suşları ile enfekte olabilmekteler. 30 yıldan daha fazla bir zaman öncesinde, Avrasyalı domuz grip virüsü, kuş virüsünden bazı genleri almış. Sonrasında, değişik bir domuz virüsü kuş gribi virürüslerinden ve insanları kışın etkileyen klasik mevsimsel grip virüsünden gen almış. En güncel olarak, bu ikisi ile karışmış ve eşlenmiş, domuz gribi suşları güçlerini birleştirmiştir. Her biri viral suşa genlerini vererek katkıda bulunmuşlar ve korku yaratarak Meksika’dan dünyanın geri kalanına yayılmıştır.

[RESİM_ORTA]

Bu son virüs yeni evrilmiş olabilir (Meksika’dan yayılmasının hemen öncesinde) ya da bir on yıldır Kuzey Amerika’daki domuzlarda dolaşıyor olabilir. Domuzları etkileyen grip virüslerini sistematik olarak izlemediğimiz için, basitçe, nasıl olduğunu bilemeyiz.

Emin olabileceğimiz tek şey, bu virüs ve benzer diğerleri, evrilmeye devam edecek. Çiftlik hayvanlarını (ve kendimizi) dünyada gezdirerek, uzak ilişkili virüslerin birbiri ile temas kurup genlerini paylaşma ihtimalini arttırıyoruz. Tıbbi ve bilimsel topluluklar virüsü yakından takip etmeye çalışıyorlar ve evrimsel sıçramalar ile oluşabilecek salgınları önleyebilmeyi umuyorlar.

Güncelleme, Haziran 2012

Kuş gribi tekrar haberlerde! Fakat bu sefer yaygara, ölümcül hastalığın tekrar bir yerde görülmesinden dolayı değil, laboratuvarda H5N1’in yeni bir suşunun üretilmesi için kasıtlı çabalara karşıydı. Geçen yıl, iki grup bilim insanı kuş gribinin memeliden memeliye geçen formunu ürettiklerini duyurdular; daha spesifik olarak dağ gelinciğinden dağ gelinciğine bulaşan bir suş. Bir grup bilim insanı virüsü dağ gelincikleri arasında tekrar ve tekrar pasajladılar ve doğal seçilimin işini yapmasına olanak sağladılar. Sonunda hayvanlar arasında kendi kendine geçebilen bir virüs ürettiler. Viral genomu incelediklerinde beş adet mutasyona rastladılar; bu beş mutasyon virüsün yeni geçiş yeteneğinden sorumluydu. Diğer grup bilim insanları bilinçli biçimde iki suşun viral RNA’sını birbirine karıştırarak dağ gelinciğine bulaşıcı kuş gribi suşu elde ettiler.

Neden herhangi biri kuş gribinin dağ gelincikleri arasında yayılabilen bir suşunu yapmak ister? Belli ki bilim insanları en çok insandan insana geçişler konusunda endişeliler, fakat kimse bu deneydeki kobay olmak için gönüllü olmaz! Bu yüzden medikal araştırıcılar dağ gelincikleri ile çalışıyorlar. Dağ gelincikleri memelidir ve hayat ağacında insanlarla aynı daldadırlar. Dahası, grip, insanlar ve dağ gelinciklerinde benzer belirtiler oluşturuyor ve hücresel mekanizmalar benzer şekilde gerçekleşiyor. Tabii ki, dağ gelincikleri insan değiller ve kimse bu yeni virüs suşunun insanlar arasında yayılabileceğini bilemez. Buna rağmen neyin, virüslerin dağ gelinciklerinde yayılmasını sağladığını bilmek, virüsleri anlamamıza genel anlamda yardımcı olacaktır. Daha pratik bir seviyede ise bize yabanıl kuş gribi suşlarını izleyip, ne zaman insandan insana bulaşma aşamasına yaklaşacakları konusunda bilgi verebilecektir.

Bu bilginin pek çok yararına rağmen, bariz bir risk de bulunmaktadır: Potansiyel olarak insanlar arası geçebilecek ya da bu yeteneği yakın zamanda evrilebilecek öldürücü bir grip suşunun varlığı. Bulunanlar ilk duyurulduğunda bazı bilim insanları ve bilimsel danışma kurulları yüksek düzeyde alarma geçtiler. Çalışmaları gerçekleştiren bilim insanları metodlarını ve sonuçlarını bilimsel topluluk ile paylaşmalılar mı? Bu standart prosedürdür ve diğerlerinin araştırmayı kontrolüne, üzerine yeni bilgiler eklemesine izin verir. Fakat bir biyoterörist bu bilgileri öğrenirse? Bu bilgileri kullanarak ölümcül bir grip salgınını tetikleyebilir mi? Tartışmayla geçen aylardan sonra izleyici organizasyonlar bu olasılığın oldukça düşük olduğuna karar verdiler ve sonuçların tamamının yayınına izin verdiler. Bir çalışma geçen ay basıldı, diğeri de yakında basılacak gibi gözüküyor.

Daha fazlasını okuyun

Evrimi Anlamak Kaynakları:

• Doğal seçilimin nasıl çalıştığı ile ilgili genel bilgi

• Mutasyonlar ve genetik çeşitlilikteki rolleri

• Evrim kuramının, hastalıkları anlamada ve tedavi etmede nasıl yardım ettiğini gösteren örnekler

Gazete ve Makaleler:

• USA Today ‘den Bir haber makalesi

• CTV.ca’dan H5N1in devam eden evrimi üzerine popüler bir makale

• Dünya Sağlık Örgütü’nden Kuş gribi hakkında SSS listesi

• Hastalık Kontrol ve Korunma Merkezi’nden Kuş gribi ve grip salgınlarının biyolojik temellerini açıklayan makaleler

Ana Kaynakça:

• Neumann, G., Noda, T., and Kawaoka, Y. (2009). Emergence and pandemic potential of swine-origin H1N1 influenza virus. Nature 459:931-939.

• Imai, M., Watanabe, T., Hatta, M., Das, S. C., Ozawa, M, Shinya, K., ... Kawaoka, Y. (2012). Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets. Nature. doi:10.1038/nature10831

• Pybus, O. G., Ma, S. K., Cheung, C. L., Raghwani, J., Bhatt, S., Peiris, J. S. M., Guan, Y., and Rambaut, A. (2009). Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic. Nature 459:1122-1125.

• Stephenson, I, Bugarini, R., Nicholson, K. G., Podda, A., Wood, J. M., Zambon, M. C., and Katz, J. M. (2005). Cross-reactivity to highly pathogenic avian influenza H5N1 viruses after vaccination with nonadjuvanted and MF59-adjuvanted influenza A/Duck/Singapore/ 97 (H5N3) vaccine: A potential priming strategy. Journal of Infectious Diseases 191(8):1210-1215.

Öğretmenler İçin

Tartışma ve genişletme soruları:

1. Potansiyel bir kuş gribi salgınında evrim nasıl bir rol oynar?

2. Neden sağlık çalışanları kuş gribi tarafından oluşabilecek bir salgından, normal gribe göre, daha çok endişeliler?

3. Kuş gribi nasıl kuştan kuşa geçen bir formdan insandan insana geçebilen bir forma değişebilir?

4. Neden virüslar hızlı evrim geçirirler?

5. Viral evrim ile insan evrimi ne açıdan farklıdır? Hangi açılardan benzerdir?

6. Doğal seçilimin bakterilerdeki antibiyotik direncine etkisi (Bkn: Bakteri evrimi ile savaşmak) ile salgın yaratabilecek bir H5N1 virüsü suşunun oluşumunu, benzerliklerini ve faklılıklarını karşılaştırınız.

İlgili dersler ve öğretme kaynakları

• Doğal seleksiyonun temellerini öğrenin: 9-12. Sınıflar için hazırlanmış bu aktivitede çeşitliliği, üreme yalıtımını, doğal seçilimi ve uyarlanımı kuş gagası aktivitesi ile öğrenin.

• Evrim kuramının tıptaki diğer uygulamalarını öğrenin: Yine 9-12. Sınıflar için hazırlanmış olan bu derste, neden evrimin dünyadaki sağlık tehditlerinin merkezinde durduğunu, artan bir problem olan tüberküloz gibi tehditkar hastalıklarda antibiyotik dirençliliği ile öğrenin

• Virüsler ve evrim hakkında öğrenin: Yine 9-12. Sınıflar için düzenlenmiş bu aktivitede tavşanlardaki doğal seçilimi, Avustralyalı tavşan popülasyonunda görülen bir virüsün etkilerini izleyerek öğrenin.

Kaynakça

• Brahmbhatt, M. (2005, September 23). Avian influenza: Economic and social impacts. Washington DC: The World Bank Group. Retrieved November 7, 2005 from The World Bank Group.

• Butler, D. (2008, July 9). Whatever happened to bird flu? Nature. Retrieved July 18, 2008 from Nature.

• Centers for Disease Control and Prevention. (2005). Avian influenza (bird flu). Retrieved November 7, 2005 from CDC.

• Enserink, M., (2011). Scientists brace for media storm around controversial flu studies. ScienceInsider. Retrieved May 23, 2012 from Science

• Enserink, M., and Cohen, J. (2012). One H5N1 paper finally goes to press; second greenlighted. Science. 336: 529-530.

• Neumann, G., Noda, T., and Kawaoka, Y. (2009). Emergence and pandemic potential of swine-origin H1N1 influenza virus. Nature 459:931-939.

• Smith, G. J. D., Vijaykrishna, D., Bahl, J., Lycett, S. J., Worobey, M., Pybus, O. G., Ma, S. K., Cheung, C. L., Raghwani, J., Bhatt, S., Peiris, J. S. M., Guan, Y., and Rambaut, A. (2009). Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic. Nature 459:1122-1125.

• United Nations. (2005, September 29). WHO: Mutated bird flu could kill up to 150 million people. Retrieved November 7, 2005 from USA Today.

Tavuk fotoğrafı USDA’nın izni ile yayınlanmıştır, fotoğraf Joe Valbuena; grip virüsü mikrografı CDC/Cynthia Goldsmith / Jackie Katz tarafından sağlanmıştır.

"http://evrimianlamak.org/e/DK1:Evrim_kusgribi" adresinden alındı.

| | | |